月: 2023年5月

Qu’est-ce que l’oxyde de magnésium ?

L’oxyde de magnésium est un oxyde de métal alcalino-terreux typique.

Sa formule chimique est MgO. Sa masse molaire est de 40,3 g/mol, sa masse volumique est de 3,65 g/cm3 et son numéro CAS est de 1309-48-4.

Utilisations de l’oxyde de magnésium

1. Médicaments

L’oxyde de magnésium est traditionnellement utilisé comme agent gastro-intestinal et laxatif. En raison de sa capacité à dissoudre et à neutraliser les liquides acides, l’oxyde de magnésium agit comme un antiacide pour réduire les symptômes de la gastrite et des ulcères gastriques causés par une sécrétion excessive d’acide gastrique.

D’autres antiacides comprennent le bicarbonate de sodium, mais l’oxyde de magnésium est un agent à action lente car il est insoluble dans l’eau. C’est un médicament moins irritant car il ne libère pas de dioxyde de carbone dans l’intestin.

L’oxyde de magnésium est un médicament très efficace, même à petites doses, et a donné de très bons résultats lors d’essais cliniques. Après avoir réagi avec l’acide gastrique, il se transforme en bicarbonate ou en carbonate insoluble, qui déplace l’eau vers l’intérieur de la paroi intestinale afin de maintenir la pression osmotique. En conséquence, le contenu du tractus intestinal est ramolli par l’eau et agit comme un laxatif.

Les effets secondaires comprennent une hypermagnésémie due à une forte consommation de médicaments. Les symptômes spécifiques comprennent les nausées, les vomissements, la sécheresse de la bouche, la baisse de la tension artérielle, la bradycardie et la faiblesse musculaire. Si ces symptômes sont observés, la prise doit être interrompue immédiatement. Le médicament doit également être administré avec prudence aux patients souffrant de diarrhée, d’insuffisance rénale ou de dysfonctionnement cardiaque.

2. Industrie

L’oxyde de magnésium est l’une des substances indispensables dans une grande variété d’industries, où il est utilisé comme matière première et matériau pour une large gamme de produits en raison de sa polyvalence, car il combine la dissipation de la chaleur, l’isolation, la résistance aux acides et la résistance aux hautes températures. En outre, sa conductivité thermique, sa légèreté et sa facilité de mise en œuvre lui permettent d’être utilisé dans une grande variété de processus.

Dans les applications industrielles, il a été utilisé comme agent de désulfuration des gaz de combustion, comme additif pour les peintures, comme agent de vulcanisation pour les céramiques et les caoutchoucs synthétiques, et comme agent de mélange dans les adhésifs. Ces dernières années, sa capacité à neutraliser les solutions acides a attiré l’attention en tant que purificateur d’eaux usées et conditionneur de sol. Il joue également un rôle important dans la communication d’informations en cas d’urgence, comme les câbles d’alarme incendie, grâce à ses propriétés de résistance au feu. Un autre avantage est sa résistance aux moisissures, car il est également résistant à l’humidité.

Propriétés de l’oxyde de magnésium

Comme les autres oxydes de métaux alcalino-terreux, l’oxyde de magnésium est pratiquement insoluble dans l’eau, mais soluble dans les acides. Il est soluble dans l’acide chlorhydrique et dans les solutions de sels d’ammonium, et l’une de ses caractéristiques est de former des sels. Toutefois, lorsqu’il est chauffé à plus de 1 000 °C, il devient dense et insoluble dans les acides. Il est également pratiquement insoluble dans les solvants organiques.

De plus, à l’air libre, il a la propriété d’absorber l’oxygène et l’eau et de réagir avec eux. Il est donc déconseillé de le laisser à l’air libre pendant de longues périodes.

Structure de l’oxyde de magnésium

À température et pression normales, l’oxyde de magnésium se présente sous la forme d’une poudre blanche hygroscopique et possède une structure cristalline cubique. Cela signifie que, comme le chlorure de sodium, il possède une structure octaédrique à six coordinations, avec un atome en contact avec six atomes. Il ne dégage pas non plus d’odeur particulière.

La forme cristalline de l’oxyde de magnésium est souvent utilisée dans des applications optiques en raison de ses propriétés de réflexion de la lumière. Ses propriétés de base sont également utilisées dans le traitement du cuir.

Autres informations sur l’oxyde de magnésium

Méthodes de production de l’oxyde de magnésium

L’une des méthodes de production de l’oxyde de magnésium consiste à précipiter les ions magnésium dans l’eau de mer sous forme d’hydroxyde, qui est ensuite déshydraté à haute température. Il existe d’autres méthodes, telles que la combustion du magnésium métallique, la décomposition thermique de l’hydroxyde de magnésium ou le refroidissement lent de l’oxyde de magnésium fusionné avec du borate à des températures élevées.

L’oxyde de magnésium est unique en ce sens que différents magnésiums sont produits en fonction de l’environnement de traitement et de la température. Plus précisément, les conditions de haute température produisent un oxyde de magnésium relativement peu réactif, tandis que les conditions de basse température produisent un oxyde de magnésium dur.

Qu’est-ce que l’oxyde de béryllium ?

L’oxyde de béryllium est comme son nom l’indique, un oxyde de béryllium dont la composition est BeO.

Son numéro d’enregistrement CAS est le 1304-56-9 et il est également connu sous le nom de “béryllia”.

Utilisations de l’oxyde de béryllium

L’oxyde de béryllium sert principalement d’embouts de fusées, de composants de chambres à combustible, de modérateurs de réacteurs nucléaires et de réflecteurs de neutrons. Il est largement utilisé dans divers secteurs industriels. L’oxyde de béryllium est une substance chimiquement très stable. Ses points d’ébullition et de fusion sont tous deux élevés, ce qui le rend très stable dans les environnements à haute température.

En raison de ces propriétés, il est utilisé dans le domaine des environnements à température élevée. Il sert également de matériau céramique. L’oxyde de béryllium a une conductivité thermique élevée (325 W/m-K). Il est non seulement exceptionnel parmi les céramiques, mais également supérieur aux matériaux métalliques tels que l’aluminium.

Ses principales applications se situent dans les produits qui nécessitent une isolation mais qui doivent également dissiper la chaleur. Il s’agit par exemple d’équipements médicaux, de cartes de circuits laser, d’équipements de fabrication de semi-conducteurs, de tubes de laser à gaz et de matériaux pour les composants de semi-conducteurs.

Propriétés de l’oxyde de béryllium

L’oxyde de béryllium a un poids moléculaire de 25,01, un point de fusion de 2 570°C et un point d’ébullition de 3 900°C. Son aspect à température ambiante est celui d’une poudre blanche ou de cristaux incolores. La structure cristalline est une structure hexagonale de type wurtzite, avec des atomes de béryllium et d’oxygène en tétracoordination.

Sa densité est de 3,02 g/mL et il est pratiquement insoluble dans l’eau (solubilité dans l’eau : 0,2 g/1dm3). Il se dissout en étant chauffé avec de l’acide sulfurique concentré et de l’acide chlorhydrique concentré (produits du processus de dissolution : sulfate de béryllium ou chlorure de béryllium). Il se dissout également dans l’acide fluorhydrique en formant des fluorocomplexes. Il est très stable dans des conditions de stockage normales, mais doit être conservé à l’abri de la lumière directe du soleil et des températures élevées.

Types d’oxyde de béryllium

L’oxyde de béryllium est principalement vendu comme produit réactif pour la recherche et le développement, ainsi que comme matériau céramique industriel.

1. Produits réactifs pour la recherche et le développement

Les produits réactifs pour la recherche et le développement sont principalement disponibles dans des contenances de 5g, 10g, 25g, 100g et 500g. Ils sont principalement proposés dans celles qui sont faciles à manipuler en laboratoire. En tant que composés stables, ils sont généralement manipulés comme des produits réactifs qui peuvent être conservés à température ambiante.

2. Matériaux céramiques industriels

L’oxyde de béryllium est également commercialisé en tant que matériau céramique industriel doté d’excellentes propriétés d’isolation et de conductivité thermique. Diverses qualités sont disponibles, avec des résistances et des conductivités thermiques différentes. Il convient de se renseigner auprès du fabricant avant d’en acheter.

Autres informations sur l’oxyde de béryllium

1. Synthèse de l’oxyde de béryllium

L’oxyde de béryllium est produit par la décomposition thermique du carbonate de béryllium ou du nitrate de béryllium. Il peut également être synthétisé par décomposition thermique de l’hydroxyde de béryllium.

Industriellement, il est généralement produit à partir de l’oxyde de béryllium en utilisant la pierre colonnaire verte comme matériau. Plus précisément, cette pierre est d’abord fondue à 1 500 °C, puis refroidie. Le produit vitreux réagit ensuite avec de l’acide sulfurique pour obtenir le sulfate de béryllium intermédiaire. Ce dernier est ensuite traité avec un alcali et décomposé par chauffage pour produire de l’oxyde de béryllium.

2. Réaction chimique de l’oxyde de béryllium

L’oxyde de béryllium est un composé très stable. La forme cristalline fortement chauffée est insoluble dans l’eau, ainsi que dans les acides et les alcalis. Cependant, le chauffage avec de l’acide sulfurique concentré et de l’acide chlorhydrique concentré produit du sulfate de béryllium et du chlorure de béryllium. Ils se dissolvent également en formant des complexes fluorés lorsqu’on leur ajoute de l’acide fluorhydrique.

Qu’est-ce que l’oxyde de bismuth ?

L’oxyde de bismuth est un composé inorganique en poudre de couleur jaune clair ou jaune-brun.

Il est composé de bismuth et d’oxygène et a pour formule chimique Bi2O3, poids moléculaire 465,96 et numéro d’enregistrement CAS 1304-76-3. L’oxyde de bismuth est également appelé bismuth (III).

Structure de l’oxyde de bismuth

1. Polymorphes cristallins de l’oxyde de bismuth

L’oxyde de bismuth présente cinq polymorphes cristallographiques. Il s’agit de α-Bi2O3 avec une structure monoclinique dans la phase à température ambiante, β-Bi2O3 avec une structure tétragonale dans la phase à haute température, γ-Bi2O3 avec une structure cubique centrée sur le corps et δ-Bi2O3 et ε-Bi2O3 avec une structure cubique. La structure de l’oxyde de bismuth diffère sensiblement de celle de ses analogues, l’oxyde d’arsenic (As2O3) et l’oxyde d’antimoine (Sb2O3).

2. Phases α- et β

L’α-Bi2O3 a une structure complexe avec une couche d’atomes d’oxygène et une couche d’atomes de bismuth entre les deux. Les atomes de bismuth se trouvent dans deux environnements différents, qui peuvent être décrits par une coordination distordue en 6 et 5, respectivement. β-Bi2O3 a une structure similaire à la fluorine (aussi nommé fluorite).

3. Phases γ, δ et ε

Le γ-Bi2O3 a une structure similaire à celle du Bi12SiO20 (Bismuth silicon oxide), où certains des atomes de bismuth occupent les positions occupées par les atomes de silicium et peut être écrit comme Bi12Bi0.8O19.2. Le δ-Bi2O3 est un cristal de type fluorite défectueux avec deux des huit sites d’oxygène dans le réseau unitaire. Il a une structure cristalline défectueuse de type fluorite avec un espace vide. ε-Bi2O3 a une structure similaire aux phases α et β, mais est un isolant ionique parfaitement aligné.

Propriétés de l’oxyde de bismuth

L’oxyde de bismuth a un point de fusion de 820 °C et un point d’ébullition de 1890 °C. Il est soluble dans l’acide chlorhydrique dilué et l’acide nitrique dilué et pratiquement insoluble dans l’eau. L’α-Bi2O3 est connu pour présenter une conductivité électronique de type p à température ambiante, passant à une conductivité électronique de type n entre 550 °C et 650 °C en fonction de la pression partielle d’oxygène.

Utilisations de l’oxyde de bismuth

1. Matières premières synthétiques

L’oxyde de bismuth est utilisé comme matière première pour les catalyseurs et les sels de bismuth (par exemple, l’hypo nitrate de bismuth et l’hypo dibenzoate de bismuth) ou comme agent de mélange pour le caoutchouc. Il est également utilisé comme matière première pour les glaçures et les pigments.

2. Composants électroniques

L’oxyde de bismuth est utilisé comme matière première pour les composants électroniques tels que les thermistances, les varistances et les condensateurs, les aimants permanents et les matériaux électroniques. En tant qu’alternative au plomb, qui est de plus en plus réglementé, le champ d’application de l’oxyde de bismuth est de plus en plus étendu.

3. Matériaux de traitement dentaire

L’oxyde de bismuth est souvent utilisé pour rendre les matériaux dentaires plus opaques que les dents environnantes lors des radiographies. Il est principalement ajouté aux ciments de silicate hydraulique à raison de 10 à 20 % en masse, avec un mélange de poudres de silicate dicalcique et de silicate tricalcique. Ce matériau est utilisé dans les procédures dentaires telles que la résection radiculaire et la réparation des perforations de résorption.

Autres informations sur l’oxyde de bismuth

1. Processus de production de l’oxyde de bismuth

L’oxyde de bismuth est fabriqué commercialement à partir du sous-nitrate de bismuth, obtenu par dissolution du bismuth dans de l’acide nitrique chaud. L’oxyde de bismuth est précipité sous la forme d’une poudre jaune foncé en chauffant le mélange après avoir ajouté un excès d’hydroxyde de sodium. Il peut également être obtenu en chauffant l’hypocarbonate de bismuth à environ 400 °C ou en brûlant l’hydroxyde de bismuth.

2. Réactions de l’oxyde de bismuth

L’oxyde de bismuth réagit avec les acides minéraux pour produire les sels de bismuth correspondants. Il réagit facilement avec le dioxyde de carbone dissous dans l’eau pour produire de l’hypocarbonate de bismuth. La réaction avec l’anhydride acétique et l’acide oléique donne du triolate de bismuth.

3. Précautions de manipulation et de stockage

Les précautions de manipulation et de stockage sont les suivantes :

• Fermer hermétiquement les récipients et les stocker dans un endroit frais et sombre.
• Utiliser uniquement à l’extérieur ou dans des zones bien ventilées.
• Veiller à éviter la dispersion des poussières.
• Porter des gants et des lunettes de protection lors de l’utilisation.
• Se laver soigneusement les mains après manipulation.
• En cas de contact avec la peau, laver avec de l’eau et du savon.
• En cas de contact avec les yeux, rincer soigneusement à l’eau pendant plusieurs minutes.

Qu’est-ce que l’oxyde de baryum ?

L’oxyde de baryum est un composé inorganique dans lequel le baryum de formule chimique BaO a été oxydé.

La structure cristalline de l’oxyde de baryum est cubique, avec une structure de type chlorure de sodium. Il se présente sous la forme d’une poudre ou d’une masse blanche à gris-brun clair. Il est hygroscopique et soluble dans l’acide chlorhydrique dilué. Son poids moléculaire est de 153,33 et son numéro d’enregistrement CAS est 1304-28-5.

Les substances qui lui sont apparentées sont le baryum, l’hydroxyde de baryum et le peroxyde de baryum.

Utilisations de l’oxyde de baryum

L’oxyde de baryum est utilisé comme matière première pour le verre, les sels de baryum (chlorure de baryum, sulfate de baryum, nitrate de baryum, etc.) et les céramiques. En raison de sa stabilité chimique, il constitue également une matière première pour le sulfate de baryum. Ce dernier est non seulement utilisé dans les peintures, mais aussi dans les encres, les plastiques et les cosmétiques. Le sulfate de baryum est l’un des agents de contraste utilisés dans les examens radiologiques.

Il est également connu comme matière première du carbonate de baryum, qui est largement utilisé dans le secteur informatique actuel. De plus, en chimie de synthèse, l’oxyde de baryum est utilisé comme base et comme agent de séchage.

Propriétés de l’oxyde de baryum

L’oxyde de baryum a un point de fusion de 1 920 °C et un point d’ébullition de 2 000 °C. Il réagit avec l’eau pour former de l’hydroxyde de baryum. Cette réaction est plus intense et plus exothermique que celle de l’oxyde de calcium.

Comme les autres composés de baryum solubles dans l’eau, il est toxique en solution aqueuse. Il est également corrosif en raison de sa nature basique. Il est possible d’obtenir du peroxyde de baryum à partir de l’oxyde de baryum en le chauffant à l’air ou à l’oxygène. Cependant, il se décompose en oxyde de baryum à des températures supérieures à 800 °C.

Autres informations sur l’oxyde de baryum

1. Synthèse de l’oxyde de baryum

L’oxyde de baryum se forme lorsque le baryum métallique est brûlé en présence d’oxygène. Il peut également être obtenu par décomposition thermique de l’hydroxyde de baryum et du carbonate de baryum.

Toutefois, cette réaction de décomposition requiert les températures les plus élevées pour les hydroxydes et les carbonates de métaux alcalino-terreux. Plus précisément, la température de décomposition du carbonate de baryum à une pression partielle de 1 atm de dioxyde de carbone est de 1450 °C et celle de l’hydroxyde de baryum à une pression partielle de 1 atm de vapeur d’eau est de 998 °C.

2. Caractéristiques du baryum

Dans l’air, le baryum s’oxyde progressivement pour produire de l’oxyde de baryum blanc. Le baryum fait partie des métaux alcalino-terreux. Son numéro atomique est 56 et son symbole est Ba.

3. Caractéristiques de l’hydroxyde de baryum

Lorsque l’oxyde de baryum est dissous dans l’eau, il se forme de l’hydroxyde de baryum. Cette réaction d’hydratation est toutefois plus intense que la trempe de la chaux vive et est donc dangereuse. La recristallisation du produit obtenu permet d’obtenir de l’hydroxyde de baryum 8-hydraté. En le chauffant à l’air, on obtient du monohydrate d’hydroxyde de baryum. En revanche, en le chauffant à 100°C sous pression réduite, on obtient de l’hydroxyde de baryum anhydre.

La formule chimique de l’hydroxyde de baryum est Ba(OH)2. Il s’agit d’un cristal ionique formé d’ions hydroxyde ainsi que de baryum et d’un composé inorganique basique. En chimie analytique, l’hydroxyde de baryum est utilisé pour titrer les acides faibles et les acides organiques.

4. Caractéristiques du peroxyde de baryum

Lorsque l’oxyde de baryum absorbe de l’oxygène, du peroxyde de baryum peut être produit. Comme il s’agit d’une réaction réversible, il se décompose en oxyde de baryum et en oxygène lorsqu’il est chauffé.

Le peroxyde de baryum peut également réagir avec l’acide sulfurique pour produire du sulfate de baryum et du peroxyde d’hydrogène. Le peroxyde de baryum est un composé inorganique dont la formule chimique est BaO2. Sa structure est similaire à celle du carbure de calcium.

Le peroxyde de baryum est utilisé comme agent oxydant et agent de blanchiment. Il est également ajouté aux feux d’artifice car il développe une couleur verte lors d’une réaction à la flamme.

Qu’est-ce que l’oxyde de nickel ?

L’oxyde de nickel est un composé inorganique en poudre vert foncé.

L’oxyde de nickel est soluble dans l’acide chlorhydrique, mais pas dans l’eau. Son numéro d’enregistrement CAS est le 1313-99-1.

Utilisations de l’oxyde de nickel

L’oxyde de nickel est largement utilisé en raison de son activité catalytique. Il sert notamment de catalyseur pour l’hydrogénation des graisses, des huiles et d’autres composés organiques. Ceci est dû à la forte activité catalytique des particules de nickel formées lorsque l’oxyde de nickel est réduit par l’hydrogène.

De plus, outre son utilisation comme additif dans les tubes électroniques et les aciers spéciaux, l’oxyde de nickel est également utilisé comme matière première pour les matériaux électroniques. Par exemple les thermistances, les semi-conducteurs de type P et les ferrites. L’oxyde de nickel a été utilisé très tôt comme agent colorant dans les industries céramiques telles que le verre et la céramique.

De plus, il est également utilisé comme matière première pour les sels de nickel utilisés dans le nickelage.

Propriétés de l’oxyde de nickel

L’oxyde de nickel a un poids moléculaire de 74,69, un point de fusion de 1 960°C et une densité de 6,67 g/cm3. Il est antiferromagnétique à température ambiante et possède un moment magnétique d’environ 1,3 BM.

L’oxyde de nickel est un oxyde basique. Il est presque insoluble dans l’eau, mais soluble dans l’acide, produisant des ions nickel hydratés verts. Toutefois, lorsqu’il est cristallisé par chauffage, il est moins soluble dans les acides.

D’autre part, l’oxyde de nickel est pratiquement insoluble dans les solutions alcalines. Cependant, il se dissout progressivement dans l’eau ammoniaquée, produisant un complexe aminé bleu-violet pâle. De plus, lorsque l’oxyde de nickel est chauffé dans de l’hydrogène gazeux, il est réduit pour former du nickel métallique.

Structure de l’oxyde de nickel

La formule chimique de l’oxyde de nickel (II) est NiO. Outre l’oxyde de nickel (II), l’oxyde de nickel (III) et l’oxyde de nickel (IV) ont également été reconnus comme étant des oxydes de nickel. L’oxyde de nickel (II) est le seul oxyde de nickel dont la structure détaillée est cependant connue.

L’oxyde de nickel (II) a une structure de type chlorure de sodium. Comme beaucoup d’autres oxydes métalliques à deux composants, il s’agit souvent d’un composé à rapport indéterminé, avec un rapport Ni/O s’écartant de 1:1.

Autres informations sur l’oxyde de nickel

1. Comment l’oxyde de nickel (II) est-il synthétisé ?

L’oxyde de nickel (II) pur est obtenu par pyrolyse de composés de nickel (II) tels que Ni(OH)2, Ni(NO3)2 et NiCO3 pour donner la poudre verte NiO.

2. À propos de l’oxyde de nickel (III)

L’oxyde de nickel (III), l’un des oxydes de nickel, est obtenu en chauffant le nitrate de nickel (II) à 300 °C dans l’air et contient des traces d’eau. Il s’agit d’une poudre gris-noir et il est utilisé dans les piles alcalines.

Cependant, l’oxyde de nickel (III) est un composé certes documenté mais pas clairement identifié. Il est également appelé “trioxyde de nickel (II)” et est souvent décrit comme Ni2O3. Toutefois, il est en fait également considéré comme de l’oxyde de nickel (II) dans des proportions indéterminées.

D’autre part, certains ouvrages affirment que Ni2O3 est présent à l’état de traces à la surface du nickel ou est un intermédiaire dans l’oxyde de nickel.

3. À propos de l’oxyde de nickel (IV)

La formule chimique de l’oxyde de nickel (IV) est NiO2, également connu sous le nom de “dioxyde de nickel” ou de “peroxyde de nickel”. Il s’agit d’une poudre gris verdâtre utilisée comme agent oxydant.

L’oxyde de nickel (IV) résulterait de l’adsorption d’oxygène sur l’oxyde de nickel (II). Il s’obtient en oxydant l’hydroxyde de nickel dans une solution alcaline avec, par exemple, de l’hypochlorite.

Qu’est-ce que l’oxyde de niobium ?

L’oxyde de niobium est le terme général désignant les oxydes de l’élément niobium, de numéro atomique 41 et de symbole élémentaire Nb.

Il existe plusieurs formes d’oxyde, en fonction du nombre d’oxydation, mais les plus courantes sont l’oxyde de niobium (II) (NbO) avec un nombre d’oxydation de +2 et l’oxyde de niobium (V) (Nb2O5) avec un nombre d’oxydation de +5. L’oxyde de niobium (II) est parfois appelé “monoxyde de niobium” et le (V) “pentoxyde de niobium”.

Utilisations de l’oxyde de niobium

L’oxyde de niobium est utilisé dans l’industrie comme matériau pour une large gamme de produits, notamment les céramiques fines et les matériaux piézoélectriques. L’une de ses caractéristiques est qu’il possède un indice de réfraction élevé dans le domaine de la lumière visible. Grâce à celle-ci, il est principalement ajouté aux lentilles haut de gamme des appareils photo compacts et reflex à objectif unique. Ils contribuent ainsi à la miniaturisation et à la réduction du poids des produits.

Les couches minces d’oxyde de niobium sont également des substances résistantes à la corrosion et aux acides. Il est donc utilisé dans une très large gamme d’utilisations, notamment la fabrication de verre pour les automobiles et les matériaux de construction, de films faiblement réfléchissants pour les écrans, de matériaux semi-conducteurs, de matériaux photocatalytiques, de condensateurs céramiques stratifiés et de métal pour valves.

Propriétés de l’oxyde de niobium

1. informations de base sur l’oxyde de niobium (II)

L’oxyde de niobium (II) a un poids de formule de 108,9, un point de fusion de 1 937 °C et un aspect solide noir à température ambiante. Son numéro d’enregistrement CAS est le 12034-57-0 et sa densité est de 7,30 g/mL. Il est insoluble dans l’eau mais légèrement soluble dans le chlorure d’hydrogène (mais insoluble dans l’acide nitrique). Le composé est ininflammable et stable dans des conditions de stockage normales. Il possède une conductivité métallique.

2. Informations de base sur l’oxyde de niobium (V)

L’oxyde de niobium (V) a un poids de formule de 265,81, un point de fusion de 1 512 °C et un aspect de poudre blanche à température ambiante. Il a une densité de 4,60 g/mL et est insoluble dans l’eau. Il l’est également dans les acides minéraux, à l’exception de l’acide fluorhydrique. Il est toutefois soluble dans les alcalis. Son numéro d’enregistrement CAS est le 1313-96-8.

Types d’oxyde de niobium

L’oxyde de niobium est principalement vendu sous forme de produits réactifs pour la recherche et le développement, ainsi que sous forme de composés industriels de niobium. L’oxyde de niobium (II) et (V) sont tous deux commercialisés. En général l’oxyde de niobium (V) est toutefois principalement utilisé.

1. Produits réactifs pour la recherche et le développement

La plupart des produits réactifs pour la recherche et le développement actuellement commercialisés en tant qu’oxyde de niobium sont de l’oxyde de Niobium (V), souvent appelé “pentoxyde de niobium”. Ils sont disponibles dans des contenances de 5g, 25g, 50g, 100g, 500g et autres, qui sont faciles à manipuler en laboratoire. La substance est généralement traitée comme un produit réactif qui peut être stocké à température ambiante. L’oxyde de niobium (II) est également distribué en tant que produit, mais dans une moindre mesure.

2. Composés industriels de niobium

L’oxyde de niobium vendu sous forme de composés industriels de niobium est aussi essentiellement de l’oxyde de niobium (V). Il est destiné à être utilisé comme matière première pour les céramiques telles que les matériaux piézoélectriques et les monocristaux optiques. Il est donc vendu dans des unités de volume relativement important telles que 20 kg (seaux métalliques).

Autres informations sur l’oxyde de niobium

1. Synthèse de l’oxyde de niobium

L’oxyde de niobium (V) peut être synthétisé par la réaction d’hydrolyse du chlorure de niobium (V). L’oxyde de niobium (II) peut également l’être par réduction de l’oxyde de niobium (V) par de l’hydrogène moléculaire ou par homogénéisation.

2. Réactions chimiques de l’oxyde de niobium

La réduction de l’oxyde de niobium (V) est utilisée universellement dans l’industrie pour obtenir du niobium autonome. Parmi les réactions spécifiques, on peut citer celles qui utilisent l’aluminium et celles qui utilisent le carbone via le carbure de niobium comme intermédiaire.

Il est également possible d’obtenir du chlorure de niobium (V) en faisant réagir l’oxyde de niobium (V) avec du chlorure de thionyle. L’oxychlorure de niobium NbOCl3 peut également être obtenu par réaction avec le tétrachlorure de carbone CCl4.

Qu’est-ce que l’oxyde de tantale ?

L’oxyde de tantale est un composé inorganique sous forme d’une poudre blanche ou presque blanche.

Les principales informations sur la composition et les propriétés physiques et chimiques de l’oxyde de tantale sont les suivantes : formule chimique Ta2O5, poids moléculaire de 441,89, numéro d’enregistrement CAS 1314-61-0 et température de décomposition 1 470 °C. Il est également presque insoluble dans l’eau.

Utilisations de l’oxyde de tantale

L’oxyde de tantale est utilisé comme matière première pour les lentilles optiques en raison de son indice de réfraction élevé dans le domaine de la lumière visible et de sa stabilité de film supérieure à celle d’autres matériaux à indice de réfraction élevé dans le cadre de la déposition assistée par ions (IAD). L’oxyde de tantale est également une matière première pour les revêtements antireflets et les filtres d’interférence utilisés dans les écrans d’ordinateur et les pare-brise de voiture.

De plus, en tant que composé de tantale connu pour sa constante diélectrique élevée, l’oxyde de tantale est largement utilisé comme diélectrique dans les condensateurs électrolytiques et dans le domaine des “céramiques électroniques”, domaine dont le Japon est reconnu mondialement.

Propriétés de l’oxyde de tantale

L’oxyde de tantale est un matériau inerte doté d’un indice de réfraction élevé et d’une faible absorption. Il est insoluble dans tous les solvants, mais est sujet à la corrosion par les bases fortes et l’acide fluorhydrique.

En d’autres termes, l’oxyde de tantale ne réagit pas autant avec le HCl et le HBr. En revanche, il est soluble dans l’acide fluorhydrique et réagit avec l’hydrofluorure de potassium et le HF.

Structure de l’oxyde de tantale

L’oxyde de tantale est également connu sous le nom d’oxyde de tantale (V) ou de pentoxyde de tantale. Le matériau en vrac est désordonné, amorphe ou polycristallin.

Les monocristaux étant difficiles à produire, la structure cristalline de l’oxyde de tantale ne fournit que peu d’informations structurelles, qui se limitent à la cristallographie aux rayons X, par exemple la diffraction des poudres. La masse volumique du β-Ta2O5 est de 8,18 g/cm3 et celle de l’α-Ta2O5 de 8,37 g/cm3.

Autres informations sur l’oxyde de tantale

1. Présence de l’oxyde de tantale

Le tantale se présente sous forme de colombite et de tantalite, minéraux présents dans les pegmatites ignées. Le mélange de ces pierres est connu sous le nom de colombite. La tantalite se trouve en Suède et en Finlande.

Les micro-pierres contiennent environ 70 % de tantale et le pyrochlore 10 % de tantale. L’oxyde de tantale pur dans la nature, connu sous le nom de tantalite minérale, est très rare.

2. Purification de l’oxyde de tantale

L’oxyde de tantale est raffiné selon les étapes suivantes :

Étape de lixiviation
Les minerais de tantale contiennent souvent de grandes quantités de niobium, qui est également un métal précieux. Il est donc extrait et les deux métaux sont vendus.

Il s’agit d’un processus de fusion par voie humide. Il commence par une étape de lixiviation, au cours de laquelle le minerai est traité avec de l’acide fluorhydrique et de l’acide sulfurique. Il en résulte un fluorure d’hydrogène soluble dans l’eau, tel que l’heptafluorotantalate, qui permet de séparer le métal des différentes impuretés non métalliques présentes dans la roche.

Étape de l’extraction
Le fluorure d’hydrogène de tantale et de niobium est extrait des solutions aqueuses par extraction liquide-liquide à l’aide de solvants organiques tels que la méthylisobutylcétone ou le cyclohexane. À ce stade, les impuretés métalliques telles que le fer et le manganèse, qui restent sous forme de fluorure dans la phase aqueuse, peuvent être facilement éliminées.

Le tantale et le niobium peuvent ensuite être séparés par ajustement du pH. À des niveaux d’acidité élevés, le niobium reste dissous dans la phase organique, de sorte que le tantale peut être sélectivement éliminé par extraction dans une eau moins acide.

Étape de cuisson
L’oxyde de tantale hydraté peut être produit en neutralisant une solution de fluorure de tantale pur avec de l’eau ammoniaquée. L’oxyde de tantale hydraté est calciné en oxyde de tantale.

3. Synthèse de l’oxyde de tantale

L’oxyde de tantale est fréquemment utilisé en électronique, souvent sous forme de couches minces. Pour ces applications, il peut être synthétisé par dépôt en phase vapeur métallo-organique (MOCVD) ou par des techniques apparentées impliquant l’hydrolyse d’halogénures et d’alcoxydes volatils.

Qu’est-ce que l’oxyde de cérium ?

L’oxyde de cérium est un composé inorganique en poudre blanche ou jaune clair.

Il est composé de cérium et d’oxygène et a pour formule chimique CeO2, un poids moléculaire de 172,11 et un numéro d’enregistrement CAS de 1306-38-3. Il s’agit d’un oxyde de terre rare, également connu sous le nom de cérium. Son point de fusion est de 2 600 °C, son point d’ébullition ou de première distillation et son intervalle d’ébullition sont de 3 285 °C et sa masse moléculaire est de 7,132. En ce qui concerne la solubilité, il est insoluble dans l’acide chlorhydrique et l’acide nitrique et pratiquement insoluble dans l’eau.

Structure de l’oxyde de cérium

L’oxyde de cérium a la même structure que la fluorine (#225) avec Ce4+ coordonné à 8 et O2- coordonné à 4 et un groupe spatial de Fm3m (#225).

Les défauts du réseau sont produits par la pression partielle d’oxygène et la charge mécanique. La formation de polarons par les défauts d’oxygène et les électrons localisés dans les ions de cérium est particulièrement intéressante. En raison de ses propriétés de conductivité ionique accrue et d’augmentation du taux de diffusion des ions d’oxyde lorsque le nombre de défauts d’oxygène augmente, l’oxyde de cérium a du potentiel en tant qu’électrode solide dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC).

Utilisations de l’oxyde de cérium

1. Abrasif

L’oxyde de cérium est utilisé comme matière première pour la fabrication d’abrasifs pour le verre, les lentilles optiques et les tubes cathodiques. Les abrasifs fabriqués à partir d’oxyde de cérium ne se contentent pas de raser la surface, ils provoquent également une réaction chimique avec le dioxyde de silicium, principal constituant du verre, afin de rendre la surface plus lisse. Traditionnellement, des oxydes tels que l’oxyde de fer et la zircone étaient utilisés, mais ils ont été successivement remplacés par l’oxyde de cérium.

2. Agent de diffusion de la lumière ultraviolette

L’oxyde de cérium est utilisé comme agent de diffusion de la lumière ultraviolette pour la protection du verre contre les UV et pour la protection des couleurs des tubes cathodiques, ainsi que comme additif dans les produits cosmétiques anti-UV. Il attire l’attention en tant qu’alternative au dioxyde de titane et à l’oxyde de zinc.

3. Catalyseur

L’oxyde de cérium est utilisé comme catalyseur pour les réactions d’oxydation en raison de sa propriété de changer de composition de manière réversible. L’oxyde de thorium dopé à l’oxyde de cérium est utilisé dans la partie lumineuse des lanternes blanches à essence, où la chaleur est générée par l’oxydation à l’air des gaz combustibles sur un catalyseur à l’oxyde de cérium. Il est également utilisé dans les capteurs des catalyseurs à trois voies qui décomposent les gaz d’échappement des véhicules, contribuant ainsi à réguler les rapports air-carburant et à réduire les NOx et le monoxyde de carbone.

4. Matériaux optiques

L’oxyde de cérium est également utilisé comme matériau hautement réfringent avec une gamme de longueurs d’onde de transmission allant de la lumière visible à la région infrarouge. Il forme des films cristallins, présente une excellente stabilité chimique et thermique et est considéré comme ayant un réseau équivalent à celui du silicium. Il se caractérise également par une évaporation à des températures relativement basses parmi les matériaux à indice de réfraction élevé, la lumière visible se situant dans la gamme des longueurs d’onde de transmission.

5. Autres utilisations

L’oxyde de cérium est également utilisé comme matière première pour les anodes de batteries et les céramiques fines. Il est également utilisé comme agent décolorant pour le verre et peut transformer les impuretés de fer divalent verdâtres en oxyde de fer trivalent presque incolore. En raison de ses excellentes propriétés ioniques et conductrices, il devrait également être utilisé comme conducteur mixte d’ions et d’électrons.

Autres informations sur l’oxyde de cérium

1. Processus de production de l’oxyde de cérium

L’oxyde de cérium peut être obtenu à partir du cérium naturel produit sous forme de mélange avec d’autres éléments de terres rares à partir de la bastnaésite et de la monazite. Après extraction dans une solution aqueuse basique, un agent oxydant est ajouté et le pH est ajusté pour séparer le cérium. Cette technique tire parti de la faible solubilité de l’oxyde de cérium et du fait que les autres éléments de terres rares ne sont pas oxydés.

2. Précautions de manipulation et de stockage

Les précautions de manipulation et de stockage sont les suivantes :

• Fermer hermétiquement le récipient et le stocker dans un endroit sec, frais et sombre.
• Utiliser uniquement à l’extérieur ou dans des zones bien ventilées.
• Veiller à éviter la dispersion des poussières.
• Porter des gants et des lunettes de protection lors de l’utilisation.
• Se laver soigneusement les mains après manipulation.
• En cas de contact avec la peau, laver avec de l’eau et du savon.
• En cas de contact avec les yeux, rincer soigneusement à l’eau pendant plusieurs minutes.

Qu’est-ce que l’oxyde d’étain ?

L’oxyde d’étain est une poudre cristalline noire ou grise ou un composé inorganique en poudre.

La formule chimique de l’oxyde d’étain est SnO, son poids moléculaire est de 134,71, son numéro d’enregistrement CAS est 21651-19-4 et son point de fusion est de 1080 °C.

Utilisations de l’oxyde d’étain

L’oxyde d’étain est utilisé comme agent réducteur, catalyseur et matière première pour la synthèse organique. Il peut également être utilisé comme matière première pour les pigments et les sels d’étain ferreux et comme reconstituant pour l’étamage.

L’oxyde d’étain est également utilisé comme stabilisateur pour empêcher le PVC (chlorure de polyvinyle) de se détériorer sur de longues périodes d’utilisation. Le PVC est utilisé comme matière première pour des produits tels que les films et les feuilles, qui sont largement utilisés dans la vie quotidienne, et les tuyaux et fils, qui sont étroitement liés à des infrastructures telles que l’eau, les eaux usées, le téléphone et l’électricité. Il s’agit d’un matériau important utilisé comme matière première pour des produits tels que les films, les feuilles et les tuyaux et fils qui sont étroitement liés à des infrastructures telles que l’eau, les égouts, le téléphone et l’électricité.

Propriétés de l’oxyde d’étain

L’oxyde d’étain comprend l’oxyde d’étain (II), l’oxyde d’étain (IV) et l’oxyde d’étain (VI). Par exemple, l’oxyde d’étain (II) présente un état stable bleu foncé et un état métastable rouge, dans lequel l’état d’oxydation de l’étain est +2.

Structure de l’oxyde d’étain

L’α-SnO noir présente une structure de couche tétraédrique de PbO avec des atomes d’étain tétragonaux de coordination. Cette structure est identique à celle que l’on trouve dans la nature sous la forme du minéral rare qu’est la lomarkite.

L’asymétrie peut être simplement expliquée par des paires d’électrons solitaires stériquement actives. Cependant, des calculs de densité électronique ont montré que l’asymétrie est due à une interaction anti-liaison entre l’orbitale 5s de l’atome d’étain et l’orbitale 2p de l’atome d’oxygène. Le SnO présente également une indétermination, avec une bande électronique comprise entre 2,5 eV et 3 eV.

Autres informations sur l’oxyde d’étain

1. Réactivité de l’oxyde d’étain (II)

L’oxyde d’étain (II) brûle dans l’air avec une flamme vert foncé et se transforme en oxyde d’étain (IV). Lorsque l’oxyde d’étain (II) est chauffé dans une atmosphère inerte, une disproportion se produit d’abord pour former de l’étain métallique et du Sn3O4, qui réagit ensuite pour devenir du SnO2 et de l’étain métallique.

L’oxyde d’étain (II) est une substance amphotère. Lorsqu’il est dissous dans des acides forts, il forme des sels d’étain (II) et dans des bases fortes, il forme des oxydes d’étain contenant du Sn(OH)3-. L’oxyde d’étain (II) est également soluble dans les solutions acides fortes, donnant les complexes ioniques Sn(OH2)32+ et Sn(OH)(OH2)2+, et beaucoup de Sn3(OH)42+ dans les solutions acides faibles ; il est également connu sous forme de sels d’oxyde d’étain anhydres tels que K2Sn2O3 et K2SnO2, une substance également connue sous le nom de K2SnO2.

L’oxyde d’étain est également utilisé dans la production de verre rouge cuivré, car c’est un agent réducteur.

2. Comment l’oxyde d’étain(II) est-il synthétisé ?

L’oxyde d’étain(II) bleu foncé peut être préparé en chauffant l’hydrate d’oxyde d’étain(II), qui précipite lors de la réaction d’un hydroxyde alcalin tel que NaOH avec un sel d’étain(II).

L’oxyde d’étain(II) de couleur rouge métastable peut être préparé en chauffant doucement le précipité formé par l’action de l’eau ammoniacale sur les sels d’étain(II).

L’oxyde d’étain (II) peut également être préparé en laboratoire en tant que substance pure en chauffant l’oxalate d’étain (II) à température contrôlée et à l’abri de l’air.

3. À propos de l’oxyde d’étain (IV)

L’oxyde d’étain (IV), également appelé dioxyde d’étain, a comme formule chimique SnO2 et est antimagnétique. L’oxyde d’étain (IV) est un oxyde amphotère, insoluble dans l’eau et insoluble dans les acides et les alcalis.

L’oxyde d’étain (IV) est une poudre incolore avec une structure cristalline de type rutile composée d’atomes d’étain à six coordinations et d’atomes d’oxygène à trois coordinations. L’oxyde d’étain (IV) est considéré comme un semi-conducteur de type n appauvri en oxygène.

Les hydrates d’oxyde d’étain (IV), également connus sous le nom d’acide d’étain, se sont révélés être de fines particules d’oxyde d’étain (IV) dont la teneur en eau varie en fonction de la taille des particules.

Qu’est-ce que l’oxyde de zirconium ?

L’oxyde de zirconium est un composé inorganique blanc et inodore.

Utilisations de l’oxyde de zirconium

Les utilisations suivantes de l’oxyde de zirconium tirent parti de ses propriétés :

• Point de fusion très élevé, grande résistance à la chaleur et à l’érosion chimique
  Il sert de matière première pour les outils de coupe et de polissage, les matériaux réfractaires, etc.
• Dureté et durabilité élevées
  Il est utilisé dans les matériaux dentaires, couteaux en céramique, bijoux (imitation de diamants).
• Bon conducteur d’ions d’oxygène
  Il est utilisé dans les piles à combustible à électrolyte solide.

L’oxyde de zirconium est si dur qu’on l’appelle parfois diamant, et sa dureté est extrêmement élevée – environ 10 fois celle des céramiques courantes. De plus, il peut être utilisé comme matériau pour les composants électroniques tels que les éléments piézoélectriques et les condensateurs céramiques, comme additif pour le verre optique et comme additif pour les quasi-médicaments tels que les catalyseurs et les cosmétiques.

Caractéristiques de l’oxyde de zirconium

L’oxyde de zirconium a comme numéro atomique 40 et est classé parmi les céramiques. Sa formule chimique est ZrO2 et son poids moléculaire est de 123,22. Ses principales propriétés physiques et chimiques sont les suivantes : il a un point de fusion de 2715 °C, un point d’ébullition de 4300 °C, une densité de 5,68 g/cm3 et indice de réfraction de 2,13.

L’oxyde de zirconium présente un certain nombre de caractéristiques, notamment une faible conductivité thermique, une résistance thermique et à la corrosion, ainsi qu’une grande solidité. D’autre part, il est susceptible de se dégrader en raison des modifications de sa structure cristalline et des changements de volume dus aux variations de température.

À température ambiante, il forme la structure cristalline monoclinique la plus stable. Toutefois, à mesure que la température augmente, il se transforme séquentiellement en cristaux tétragonaux et cubiques. Pour supprimer les variations de volume causées par ce changement de structure cristalline, des oxydes tels que l’oxyde d’yttrium (Y2O3), l’oxyde de calcium (CaO), l’oxyde de cérium (CeO2) et l’oxyde de magnésium (MgO) sont utilisés comme agents stabilisants.

L’ajout et la réaction des oxydes avec l’oxyde de zirconium et leur dissolution solide dans la structure cristalline permettent au cristal cubique d’exister de manière stable à température ambiante. L’oxyde de zirconium dont les cristaux cubiques sont stables à température ambiante est appelé “zircone stabilisée”. Il peut également s’appeler “zircone partiellement stabilisée” en fonction de la quantité d’agent stabilisant ajoutée au mélange. L’agent stabilisant entraîne la formation de lacunes dans l’oxygène, ce qui en fait un bon conducteur d’ions d’oxygène.

Autres informations sur l’oxyde de zirconium

1. Méthodes de production de l’oxyde de zirconium

Il existe deux méthodes principales de production de l’oxyde de zirconium : le raffinage par voie humide et celui par voie sèche. Toutes deux sont basées sur des minerais de zirconium tels que le zircon et l’haddelite. Le premier processus de raffinage par voie humide implique la fusion des minerais sélectionnés dans de la soude caustique, suivie d’une décomposition et d’une concentration à l’aide d’acide chlorhydrique.

Après d’autres processus tels que le lavage et la filtration, l’hydroxyde de zirconium obtenu est calciné, puis broyé pour produire de la poudre d’oxyde de zirconium. Dans le processus de raffinage par voie sèche, en revanche, l’oxyde de zirconium pur est produit en concassant le minerai pour en éliminer les impuretés, puis en procédant à un enrichissement répété.

2. Différences avec le zirconium

Le zirconium est un métal dont les atomes sont liés entre eux par des liaisons métalliques. L’oxyde de zirconium est quant à lui une céramique dont les atomes sont liés entre eux par des liaisons covalentes, plus fortes que les liaisons métalliques. En raison de la différence de mode de liaison, l’oxyde de zirconium présente les avantages suivants par rapport au zirconium :

Résistance à la corrosion
Le zirconium se combine facilement avec des éléments corrosifs tels que l’oxygène et le soufre dans l’environnement. De plus, il se corrode relativement facilement, alors que l’oxyde de zirconium ne se corrode pratiquement pas.

Dureté et résistance aux chaleurs élevées
L’oxyde de zirconium est formé de liaisons covalentes plus fortes que les liaisons métalliques, ce qui le rend extrêmement dur, tenace et difficile à déformer. Son point de fusion élevé (1 855 °C) lui confère également une grande résistance à la chaleur.